Zeta电位测量高浓度样品的FST透明电极技术，纳米颗粒表征技术的进展：粒度分级和 Zeta 电位测量

下载地址: Zeta电位测量高浓度样品的FST透明电极技术，纳米颗粒表征技术的进展：粒度分级和 Zeta 电位测量

【摘要】各种纳米颗粒的表征正处于纳米技术发展的中央舞台上。纳米颗粒表征的目标集中在粒度和粒子表面电荷的测定上。本文概述了使用动态光散射进行粒度分析以及使用电泳光散射对浓缩悬浮液中纳米或者甚至亚纳米颗粒 子的表面电荷进行测定的最新发展。

3．Zeta 电位测量

对于液体中的小颗粒，没有令人满意的技术能够测定颗粒的表面电荷。习惯作法是在远离微粒表面，在分散层的某个地方测定微粒的电位。与液体中颗粒运动相关的这个位置称作滑动面或剪切面。在此平面测得的电位称作 zeta 电位，对于悬浮液中胶体或纳米颗粒，这是一个非常重要的参数。该电位值与悬浮液的稳定性及微粒表面形态密切相关。因此，它广泛用于产品稳定性研究以及表面吸附研究。

在测定悬浮颗粒的zeta 电位的三种现有方法中，即：电泳光散射（ELS）、声学的和电声学，由于其灵敏度、精确度和通用性，ELS 到目前为止是很多应用的最佳选择（Ware 和Haas，1983，第八章；Xu 和Smart，1996；Xu，Wu，和Xu，2007）。然而，使用透射光和以较小角度（典型地是8－30°）接收散射的典型ELS不能用于混浊的样品，因为入射光不能穿透样品。 不像粒度或分子量，zeta 电位是一种特性，不仅涉及微粒，而且涉及微粒的环境，例如：pH 值、离子强度，甚至悬浮液中离子的类型。因此，在很多情况下，即使在稀释之后测量了悬浮颗粒的zeta 电位以产生出高分辨率和高精确度的结果，这些结果仍然与原始环境中的真值有很大的差别，并且可能具有很小的实际的实用性或者甚至会误导用户。 测量一个浓缩悬浮液中的zeta 电位分布是一项技术挑战。只要固体浓度已知，声学法便只能产生具有低灵敏度的平均值。不能采用在粒度测量中使用的反向散射方法，这是由于在大散射角时布朗运动会干扰定向的电泳运动。例如：对于一个zeta 电位为60 毫伏的250纳米的颗粒，当它遭受到一个30 伏的电场时，电泳运动将产生一个55 赫兹的多普勒频移，散射角为10°，该颗粒的布朗运动将造成一个3.5 赫兹的峰加宽。如果在散射角为160°时进行测量，则多普勒频移和峰加宽将分别为108 赫兹和430 赫兹，这使得精确测定zeta 电位不可能了。